¿Qué hace una bobina de Rogowski?

Una bobina de Rogowski es un dispositivo eléctrico que se utiliza para medir corriente alterna (CA) con alta precisión, excelente linealidad y un amplio rango dinámico. Pertenece a la familia de sensores de corriente no intrusivos y se utiliza comúnmente en monitoreo de energía, sistemas de protección y automatización industrial. A diferencia de convencionales los transformadores de corriente (CT) , una bobina de Rogowski no contiene núcleos magnéticos. En cambio, está hecho de una bobina helicoidal enrollada uniformemente colocada alrededor del conductor que se está midiendo. La ausencia de un núcleo magnético le otorga varias ventajas, incluida la inmunidad a la saturación del núcleo, una estructura liviana y un excelente rendimiento en la medición de corrientes que cambian rápidamente.

La función fundamental de una bobina de Rogowski es detectar la tasa de cambio de la corriente (di/dt) que fluye a través de un conductor. Cuando la CA fluye a través del conductor primario, crea un campo magnético variable. Este campo magnético cambiante induce un voltaje en la bobina enrollada según la ley de inducción electromagnética de Faraday. El voltaje inducido es proporcional a la derivada de la forma de onda actual. Para convertir esta señal en una medida proporcional a la corriente real, la salida debe pasar a través de un circuito integrador. Una vez integrada, la bobina proporciona una representación lineal y precisa de la corriente primaria.

Debido a que mide di/dt en lugar del flujo magnético absoluto, la bobina de Rogowski evita muchas limitaciones asociadas con los TC tradicionales. No hay un núcleo de hierro que se pueda saturar, lo que permite que el sensor maneje corrientes extremadamente altas, incluidos eventos de cortocircuito. Esto lo hace ideal para la detección de fallas y sistemas de protección de alta velocidad. La bobina también es flexible y puede diseñarse como del tipo de núcleo dividido, lo que permite una fácil instalación alrededor de barras colectoras, cables o conductores grandes existentes sin desconectar la energía. Este diseño no intrusivo proporciona una comodidad excepcional para los técnicos de campo y reduce en gran medida el tiempo de instalación.

Además de medir corrientes CA sinusoidales, las bobinas de Rogowski destacan en entornos donde están presentes armónicos, transitorios rápidos o formas de onda de conmutación. Su amplio ancho de banda les permite capturar componentes de alta frecuencia producidos por electrónica de potencia, variadores de velocidad e inversores. Esto los convierte en la opción preferida en aplicaciones industriales y de monitoreo de redes inteligentes modernas donde los CT tradicionales pueden no mantener la precisión.

Las bobinas de Rogowski también son valoradas por sus ventajas de seguridad y aislamiento. Debido a que la bobina en sí no tiene conductores expuestos y opera a bajo voltaje, proporciona un aislamiento eléctrico inherente del circuito primario. La estructura liviana y flexible mejora aún más la seguridad del usuario, especialmente en gabinetes de distribución confinados o instalaciones de alto voltaje. Con un rango operativo lineal típico que se extiende desde unos pocos miliamperios hasta cientos de kiloamperios, una sola bobina de Rogowski puede satisfacer múltiples necesidades de medición, lo que reduce la cantidad de sensores necesarios en sistemas complejos.

Aplicaciones de las bobinas Rogowski

Las bobinas de Rogowski se utilizan ampliamente en los sectores de la industria energética, la automatización industrial y el monitoreo de energía. Una de sus aplicaciones más comunes es en analizadores de calidad eléctrica. Su capacidad para detectar armónicos y corrientes transitorias los convierte en herramientas indispensables para diagnosticar perturbaciones en el sistema eléctrico y garantizar el cumplimiento de los estándares de calidad eléctrica.

También se utilizan ampliamente en relés de protección para aparamenta de media y alta tensión. En estos sistemas la respuesta rápida es fundamental para detectar cortocircuitos o sobrecargas. El comportamiento libre de saturación de la bobina Rogowski le permite medir corrientes de falla que excederían los límites de los CT con núcleo de hierro, lo que garantiza un funcionamiento preciso del relé incluso en condiciones extremas.

En la gestión de la energía industrial, las bobinas de Rogowski se utilizan para controlar el consumo actual en fábricas, centros de datos y edificios comerciales. Su diseño de instalación flexible los hace ideales para actualizar equipos existentes sin tiempo de inactividad. Por lo general, se integran en medidores inteligentes, sistemas de submedición y plataformas de monitoreo de energía basadas en IoT.

Otros escenarios de aplicación clave incluyen cargadores de vehículos eléctricos, sistemas de energía renovable, pruebas de semiconductores de potencia, equipos de soldadura, inversores de almacenamiento de baterías y monitoreo de bancos de capacitores. En todos estos entornos, una medición de corriente rápida, precisa y no intrusiva es esencial.

En general, una bobina de Rogowski desempeña un papel vital en la medición eléctrica moderna al ofrecer una instalación segura, alta precisión y un rendimiento excepcional en una amplia gama de niveles y frecuencias de corriente.